PROCESS BASED CLASSIFICATION OF SEDIMENT CONNECTIVITY AT THE RIVER BASIN SCALE.

Novel modelling approaches allow to trace the fate of sediment contributions from individual river reaches throughout the river network and to assess the resulting sediment connectivity at the basin scale. The derived information is an unprecedented source of information to assess from where and over which times a downstream river reach recruits its sediment. This information links strongly to the reach sensitivity to anthropic disturbance or restoration efforts. In this paper, we demonstrate how to make the complex data-sets resulting from basin scale connectivity models accessible for river basin management applications. We introduce the concept of “connectivity signatures” that epitomizes the timing, magnitude, and quality (grain size) domain of connectivity at the reach scale. We use data driven classification techniques to identify a reduced set of typical connectivity classes. Spatial distribution of connectivity classes reveals that these classes represent specific, functional “connectivity styles” with specific locations and functions for sediment routing in the river network. Results concretize the interpretation of sediment connectivity from an operational perspective and open the way for its application to large river basins

Strukturelle und funktionelle Untersuchung der Proteintranslokase der mitochondrialen Außenmembran

Die Translokase der mitochondrialen Außenmembran TOM-Komplex erkennt alle in Mitochondrien zu importierenden Proteine und vermittelt den Transfer in oder über die Membran. Der Mechanismus der Translokation ist allerdings bisher nur teilweise verstanden. Strukturelle Informationen über den TOM-Komplex können Fragen nach den Detailschritten beantworten helfen. Aus dem Schimmelpilz Neurospora crassa wurde der TOM-Komplex so aufgereinigt, dass Ausbeute und Reinheit strukturelle Untersuchungen mittels Proteinkristallographie ermöglichten. Kristalle des TOM-Komplexes wurden gewonnen und Beugungsexperimente durchgeführt. Die Auflösung der erhaltenen Kristalle des TOM-Komplexes war nicht ausreichend, um Aussagen über die Raumgruppe oder den strukturellen Aufbau des Komplexes treffen zu können. Deshalb wurde das Reinigungsverfahren weiter optimiert sowie eine Reihe von Mutanten des TOM-Komplexes untersucht. Bisher konnte jedoch keine Verbesserung der Beugungsdaten erreicht werden. Zu Beginn dieser Arbeit waren vier Untereinheiten des TOM-Core-Komplexes von N. crassa bekannt: Tom40, Tom22, Tom7 und Tom6. Im ansonsten vergleichbar aufgebauten TOM-Core-Komplex von S. cerevisiae war noch eine weitere Komponente Tom5 beschrieben worden. Daher wurde im Vorfeld der Kristallisationsexperimente die Zusammensetzung des N. crassa TOM-Komplexes massenspektrometrisch analysiert, wobei Tom5 als eine weitere Tom-Untereinheit in N. crassa identifiziert werden konnte. Aufgrund von Experimenten mit S. cerevisiae wurde eine Rolle des Tom5 im Proteinimport in Mitochondrien postuliert. Im Gegensatz hierzu hatte Tom5 in N. crassa keinen Einfluß auf den Proteinimport. Auch auf die Assemblierung des TOM-Komplexes und das Wachstum der Zellen wirkte sich eine Deletion von Tom5 in N. crassa nicht negativ aus. Die Ergebnisse dieser Arbeit lassen allerdings eine solche Funktion auch in Hefe als fraglich erscheinen. Vielmehr deuten die hier vorgelegten Befunde auf eine strukturelle Funktion von Tom5 bei der Stabilisierung des TOM-Komplexes hin. Um weitere neue Komponenten des Import- und Assemblierungsapparates der mitochondrialen Außenmembran zu finden, wurde eine massenspektrometrische Analyse der Proteine von isolierten Außenmembranvesikeln aus N. crassa durchgeführt. Hierbei wurde Mim1 als bisher unbekanntes Außenmembranprotein identifiziert. Mim1 liegt in einem 300 kDa-Komplex vor und es wurde eine essentielle Funktion von Mim1 bei der Assemblierung des TOM-Komplexes nachgewiesen

Strukturelle und funktionelle Untersuchung der Proteintranslokase der mitochondrialen Außenmembran

Die Translokase der mitochondrialen Außenmembran TOM-Komplex erkennt alle in Mitochondrien zu importierenden Proteine und vermittelt den Transfer in oder über die Membran. Der Mechanismus der Translokation ist allerdings bisher nur teilweise verstanden. Strukturelle Informationen über den TOM-Komplex können Fragen nach den Detailschritten beantworten helfen. Aus dem Schimmelpilz Neurospora crassa wurde der TOM-Komplex so aufgereinigt, dass Ausbeute und Reinheit strukturelle Untersuchungen mittels Proteinkristallographie ermöglichten. Kristalle des TOM-Komplexes wurden gewonnen und Beugungsexperimente durchgeführt. Die Auflösung der erhaltenen Kristalle des TOM-Komplexes war nicht ausreichend, um Aussagen über die Raumgruppe oder den strukturellen Aufbau des Komplexes treffen zu können. Deshalb wurde das Reinigungsverfahren weiter optimiert sowie eine Reihe von Mutanten des TOM-Komplexes untersucht. Bisher konnte jedoch keine Verbesserung der Beugungsdaten erreicht werden. Zu Beginn dieser Arbeit waren vier Untereinheiten des TOM-Core-Komplexes von N. crassa bekannt: Tom40, Tom22, Tom7 und Tom6. Im ansonsten vergleichbar aufgebauten TOM-Core-Komplex von S. cerevisiae war noch eine weitere Komponente Tom5 beschrieben worden. Daher wurde im Vorfeld der Kristallisationsexperimente die Zusammensetzung des N. crassa TOM-Komplexes massenspektrometrisch analysiert, wobei Tom5 als eine weitere Tom-Untereinheit in N. crassa identifiziert werden konnte. Aufgrund von Experimenten mit S. cerevisiae wurde eine Rolle des Tom5 im Proteinimport in Mitochondrien postuliert. Im Gegensatz hierzu hatte Tom5 in N. crassa keinen Einfluß auf den Proteinimport. Auch auf die Assemblierung des TOM-Komplexes und das Wachstum der Zellen wirkte sich eine Deletion von Tom5 in N. crassa nicht negativ aus. Die Ergebnisse dieser Arbeit lassen allerdings eine solche Funktion auch in Hefe als fraglich erscheinen. Vielmehr deuten die hier vorgelegten Befunde auf eine strukturelle Funktion von Tom5 bei der Stabilisierung des TOM-Komplexes hin. Um weitere neue Komponenten des Import- und Assemblierungsapparates der mitochondrialen Außenmembran zu finden, wurde eine massenspektrometrische Analyse der Proteine von isolierten Außenmembranvesikeln aus N. crassa durchgeführt. Hierbei wurde Mim1 als bisher unbekanntes Außenmembranprotein identifiziert. Mim1 liegt in einem 300 kDa-Komplex vor und es wurde eine essentielle Funktion von Mim1 bei der Assemblierung des TOM-Komplexes nachgewiesen

Tracking multiple sediment cascades at the river network scale identifies controls and emerging patterns of sediment connectivity

Sediment connectivity in fluvial networks results from the transfer of sediment between multiple sources and sinks. Connectivity scales differently between all sources and sinks as a function of distance, source grain size and sediment supply, network topology and topography, and hydrologic forcing. In this paper, we address the challenge of quantifying sediment connectivity and its controls at the network scale. We expand the concept of a single, catchment-scale sediment cascade toward representing sediment transport from each source as a suite of individual cascading processes. We implement this approach in the herein presented CAtchment Sediment Connectivity And DElivery (CASCADE) modeling framework. In CASCADE, each sediment cascade establishes connectivity between a specific source and its multiple sinks. From a source perspective, the fate of sediment is controlled by its detachment and downstream transport capacity, resulting in a specific trajectory of transfer and deposition. From a sink perspective, the assemblage of incoming cascades defines provenance, sorting, and magnitude of sediment deliveries. At the network scale, this information reveals emerging patterns of connectivity and the location of bottlenecks, where disconnectivity occurs. In this paper, we apply CASCADE to quantitatively analyze the sediment connectivity of a major river system in SE Asia. The approach provides a screening model that can support analyses of large, poorly monitored river systems. We test the sensitivity of CASCADE to various parameters and identify the distribution of energy between the multiple, simultaneously active sediment cascades as key control behind network sediment connectivity. To conclude, CASCADE enables a quantitative, spatially explicit analysis of network sediment connectivity with potential applications in both river science and management

A Benchmarking Protocol for SAR Colorization: From Regression to Deep Learning Approaches

Synthetic aperture radar (SAR) images are widely used in remote sensing. Interpreting SAR images can be challenging due to their intrinsic speckle noise and grayscale nature. To address this issue, SAR colorization has emerged as a research direction to colorize gray scale SAR images while preserving the original spatial information and radiometric information. However, this research field is still in its early stages, and many limitations can be highlighted. In this paper, we propose a full research line for supervised learning-based approaches to SAR colorization. Our approach includes a protocol for generating synthetic color SAR images, several baselines, and an effective method based on the conditional generative adversarial network (cGAN) for SAR colorization. We also propose numerical assessment metrics for the problem at hand. To our knowledge, this is the first attempt to propose a research line for SAR colorization that includes a protocol, a benchmark, and a complete performance evaluation. Our extensive tests demonstrate the effectiveness of our proposed cGAN-based network for SAR colorization. The code will be made publicly available.Comment: 16 pages, 16 figures, 6 table

Accounting for river morphology in the management of red river (vietnam): a numerical modeling approach

During last 15 years, the Red River in northern VietNam has experienced severe river bed degradation along its lower course. The continued decrease of the minimum water levels aggravated water scarcity for agriculture. These outcomes can be attributed to strong in stream sediment mining, major upstream impoundments, climatic and land use changes. The aim of this work is to provide a valuable tool to assess the effects of different reservoir water releases and sediment mining policies on river reach morphology. A 1D mobile bed finite volume numerical model has been set up and preliminary results on the recent 2000-2009 period are presented and discussed. The model features facilitate its integration in optimization algorithms devoted to water management strategies

A novel multiplex qPCR targeting 23S rDNA for diagnosis of swine dysentery and porcine intestinal spirochaetosis

Figure S1. Consensus sequence alignment of the target DNA region within 23S ribosomal DNA. Primers (Brachy primer for. and Brachy primer rev.) on the target DNA are marked in grey. The probe for B. hyodysenteriae (Probe_hyo) is highlighted in yellow, the probe for B. pilosicoli (Probe_pilo) in purple, and the probe for the B. intermedia/B. innocens/B. murdochii (probe inter) in green. Differences in single residues are marked in red. (PDF 112 kb

Identifying emotions in opera singing: implications of adverse acoustic conditions

The expression of emotion is an inherent aspect in singing, especially in operatic voice. Yet, adverse acoustic conditions, as, e. g., a performance in open-air, or a noisy analog recording, may affect its perception. State-of-the art methods for emotional speech evaluation have been applied to operatic voice, such as perception experiments, acoustic analyses, and machine learning techniques. Still, the extent to which adverse acoustic conditions may impair listeners’ and machines’ identification of emotion in vocal cues has only been investigated in the realm of speech. For our study, 132 listeners evaluated 390 nonsense operatic sung instances of five basic emotions, affected by three noises (brown, pink, and white), each at four Signal-to-Noise Ratios (-1 dB, -0.5 dB, +1 dB, and +3 dB); the performance of state-of-the-art automatic recognition methods was evaluated as well. Our findings show that the three noises affect similarly female and male singers and that listeners’ gender did not play a role. Human perception and automatic classification display similar confusion and recognition patterns: sadness is identified best, fear worst; low aroused emotions display higher confusion